[동역학]롤러코스터운동분석

소개

롤러코스터운동에대해 자세히 분석한 자료입니다.
가속도 개념에서 운동을 분석했고..
롤러코스터가 운동하는 동안 충격량, 한일, 에너지보존법칙을 적용
그림들은 전부 캐드로 그렸습니다..
A+맞은 레포트니까 많은 도움되실겁니다^^

목차

1. 롤로코스터의 정의와 기본원리
2. 로러코스터의 운동분석
*1구간
*2구간
*3구간
*4구간
*5구간
3. 맺음말
* 참고문헌

본문내용

1. 롤러코스터의 정의와 기본원리
롤러코스터는 궤도열차라고도 한다. 지상에서 일정한 높이의 공중까지 지지대를 설치한 뒤, 지지대 사이에 레일을 연결해 그 레일위를 오르내리며 달릴 수 있도록 만든 열차를 말한다. 놀이공원등에 있는 청룡열차, 블랙홀, 은하열차 등으로 불리는 궤도열차가 모두 롤러코스터이다.
높이 올라간 열차가 나선형으로 빙글빙글 들거나 거꾸로 한바퀴씩 돌기도 하는데, 사람이 거꾸로 매달려있으면서도 아래로 떨어지지 않고, 반대로 밖으로 튀어나가지도 않는 것은 구심력과 원심력의 원리가 작용하기 때문이다.
롤러코스터는 전동기에 의해 높은 지점까지 끌어 올려진다. 이 때 전동기가 한 일만큼의 위치에너지를 갖는다. 이후 전동기의 도움없이 레일위를 운동하게 된다. 일정한 높이까지 올려진 롤로코스터는 중력에 의해 아래로 떨어지면서 가지고 있던 위치에너지가 운동에너지로 전환되기 때문에 속도는 점점 빨라진다. 서로 전환되는 운동에너지와 위치에너지의 합을 역학적에너지라 하며 이 역학적 에너지는 항상 일정하다. 이것을 역학적에너지보존 법칙이라 하고, 롤러코스터는 이 법칙을 이용한 놀이기구 이다.

2. 롤러코스터의 운동분석
* 가정 : 마찰은 무시한다
중력가속도 g는 10㎨로 계산
롤러코스터의 질량 m은 2000kg, 질점으로 취급

*1구간
전동기에 의해 높이 h=60m 까지 끌어 올려진다
이때 일과 에너지관계로부터
ΔT + ΔV = U`전
전동기가 한일 U`전 만큼 위치에너지를 갖게 된다(ΔT = 0)
U`전 = ΔV = mgh = 2000×10×60 = 1000kJ

참고자료

· 동역학, 강연준외 3명 번한서적주식회사